近年来,基于新型近红外有机小分子荧光染料及探针的生物荧光成像技术受到广泛关注。研究表明,在常规罗丹明体系中引入桥连杂原子可对染料分子光学性质进行调控。相比传统罗丹明,硅基罗丹明和磷基罗丹明的最大吸收和最大发射波长均红移至近红外区,满足了近红外生物荧光成像要求。在本论文中,我们致力于设计新型硅基和磷基罗丹明染料的合成路线,并构建磷基罗丹明荧光探针PR-HOCl和PR-ONOO~-,进一步通过光谱分析手段、细胞成像实验和小动物光学成像实验证实,PR-HOCl可灵敏检测生物体内HOCl,PR-ONOO~-可原位在线、精确定位溶酶体。具体内容包括如下:(1)硅基和磷基罗丹明荧光染料的合成目前主要采用传统方法制备硅基罗丹明衍生物,该方法合成难度和成本均较高,为相应应用带来了巨大困难。我们设计并优化了硅基和磷基罗丹明衍生物的合成路线,对硅基罗丹明关键中间体合成条件进行优化,最终实现了产率最大化。此外,还考察了含苄苯磷基罗丹明在不同pH环境中荧光强度的变化情况。(2)基于近红外磷基罗丹明的次氯酸荧光探针构建及深度成像次氯酸(HOCl)在许多细胞调节过程中起着重要作用,但是只有少数荧光探针可以实现HOCl深层活体成像。本工作设计合成了一种可灵敏检测HOCl的磷基罗丹明近红外荧光探针PR-HOCl。基于出色的光稳定性、生物相容性和组织穿透性等,探针PR-HOCl在深度成像方面非常有前景。(3)基于近红外磷基罗丹明构建的精确定位溶酶体的荧光探针过氧亚硝酸盐(ONOO~-)在各种生理和病理过程中起着关键作用,因而受到广泛关注。然而,可在近红外区选择性检测溶酶体中ONOO~-的荧光探针却很少。因此,本工作设计合成了一种可检测溶酶体中ONOO~-、精确定位溶酶体的桥联磷罗丹明近红外荧光探针PR-ONOO~-。在本论文中,我们主要围绕硅基和磷基罗丹明染料的合成方法开发和磷基罗丹明探针的构建而展开。研究了硅基和磷基罗丹明分子的光谱学性质,利用探针PR-HOCl高灵敏度检测微量次氯酸,利用探针PR-ONOO~-精确定位溶酶体和实时在线检测过氧亚硝酸根离子。